Ćwiczenie 5/6. Informacja genetyczna i geny u różnych grup organizmów. Porównywanie sekwencji nukleotydowych w bazie NCBI z wykorzystaniem BLAST.

Transkrypt

1 Ćwiczenie 5/6 Informacja genetyczna i geny u różnych grup organizmów. Porównywanie sekwencji nukleotydowych w bazie NCBI z wykorzystaniem BLAST. Prof. dr hab. Roman Zieliński 1. Informacja genetyczna u różnych grup organizmów 1.1. Pytania i zagadnienia Porównaj kwas RNA i DNA U jakich organizmów funkcję materiału genetycznego pełni RNA? Porównaj chromosom u Prokariota i Eukariota Porównaj geny Prokariota i Eukariota 1.2. Ćwiczenia Na podstawie danych wykładowych proszę sporządzić tabelę przedstawiającą wszystkie możliwe formy kwasów nukleinowych, które pełnią funkcję materiału genetycznego Wiedząc, że odległość pomiędzy zasadami w DNA wynosi 3.4 Å oraz znając liczbę par zasad wchodzącą w skład genomów oblicz całkowitą długość DNA w komórce somatycznej wymienionych organizmów w metrach: Escherichia coli: 4,6 Mbp Amoeba dubia: 670 Gbp Triticum aestivum: 17 Gbp Drosophila melanogaster: 140 Mbp Prof. dr hab. Roman Zieliński, prof.romanzielinski@gmail.com, 1 z 5

2 Analiza sekwencji nukleotydowych zdeponowanych w NCBI Proszę wejść na stronę: NCBI : Z kolumny po prawej stronie proszę wybrać nucleotide. W ramce, która się pojawi proszę wpisać numer akcesyjny: AB i zaakceptować poszukiwania. Otrzymany plik wyświetli się w formacie GenBank (patrz punkt 3.1). Proszę podać następujące informacje: A: Z jakiego gatunku pochodzi sekwencja? B: Jaki gen został podany? C: Jaki kwas nukleinowy był wykorzystany do otrzymania tej sekwencji? D: Czy sekwencja zdeponowana w NCBI zawiera introny? Uzasadnij odpowiedź. E: Podaj długość zdeponowanej cząsteczki. Proszę zmienić widok na Graphics (patrz punkt 3.2). Korzystając z suwaka i powiększenia proszę podać: F: Nukleotydy od 700 do 712 G: Aminokwasy odpowiadające tym nukleotydom, proszę użyć jednoliterowych symboli i rozszyfrować je. Samodzielne prawidłowe wykonanie punktu 1.2.3: 3 punkty Prof. dr hab. Roman Zieliński, prof.romanzielinski@gmail.com, 2 z 5

3 1.3. Problemy U jakiego organizmu stwierdzono największy genom? Jak sądzisz, co jest tego przyczyną? Pentozy oraz nukleotydy są wykorzystywane jako suplementy diety między innymi dla osób intensywnie ćwiczących. Czy stosowanie suplementów diety jest korzystne u każdego? Jaki jest cel stosowania suplementów diety? Czy istnieją inne metody wspomagania organizmu? Ćwiczenie można przeprowadzić w grupach jako dyskusję. 1. Stosowanie komercyjnych suplementów diety. vs. 2. Naturalne metody wspomagania organizmu (należy zastanowić się co rozumiemy pod pojęciem metody naturalne, czy pojęcie jest tożsame z metodami ekologicznymi ) Pierwotnym nośnikiem informacji był RNA. Dlaczego RNA został zastąpiony przez DNA? Czy można wyobrazić sobie efektywny system informacyjny oparty o RNA? 2. Porównywanie sekwencji nukleotydowych w bazie NCBI 2.1. Pytania i zagadnienia Czy u odległych genetycznie organizmów np. roślin i bakterii, człowieka i bakterii etc. występują podobne sekwencje? U wielu gatunków np. kręgowców, traw obserwuje się zjawisko kolinearności, które polega na występowaniu tego samego układu genów na chromosomach poszczególnych gatunków. O czym świadczy zjawisko kolinearności? Jak przebiega zakażenie M. tuberculosis? 2.2. Ćwiczenia Porównywanie sekwencji nukleotydowych. W bazie NCBI proszę przełączyć się na stronę zawierającą BLAST ( Z podanych możliwości wybrać opcję Nucleotide BLAST. Po wejściu w tę opcję pojawi się okno Enter accession number(s), gi(s), or FASTA sequence(s). Proszę w oknie podać numer analizowanej sekwencji w punkcie (AB ) Proszę przejść do dołu strony i w miejscu program selection proszę wybrać (pozostawić wybór domyślny) highly similar sequences (megablast). Prof. dr hab. Roman Zieliński, prof.romanzielinski@gmail.com, 3 z 5

4 Proszę wybrać opcję show results in a new window, a następnie zaakceptować przycisk niebieski BLAST. Obliczenia będą trwały kilka sekund, strona powinna się odświeżać samorzutnie. Po wykonaniu obliczeń otrzymacie Państwo zestaw sekwencji podobnych do sekwencji podanej. Ile sekwencji baza zwróciła? Korzystając z opcji Distance Tree Viewer proszę wymienić: A: trzy najbardziej podobne sekwencje do sekwencji badanej, proszę podać gatunek i symbol (duże litery), proszę pominąć sekwencje gatunku, z którego pochodziła sekwencja wprowadzana (AB ) B: Ile z tych trzech sekwencji dotyczy peroksydazy Proszę przełączyć się do głównego widoku, przejść do pozycji alignment i podać dla każdej z trzech sekwencji: C: Jaki procent nukleotydów został uliniowany (query cover)? D: Liczbę i procent identycznych nukleotydów (identities) oraz E: Liczbę i procent przerw (gaps)? Samodzielne prawidłowe wykonanie punktu 2.2.1: 2 punkty 2.3. Problemy Czy zasoby genomowe dostępne w publicznych bazach danych mogą być przydatne w praktyce lekarskiej? Czy wykorzystanie baz danych może stanowić zagrożenie dla prywatności? Uzasadnij swoje stanowisko. Ćwiczenie można przeprowadzić w grupach jako dyskusję. 1. Co przemawia za wprowadzeniem danych pacjentów do publicznie dostępnych baz danych z punktu widzenia leczenia i opieki nad chorymi? Vs. 2. Zagrożenia związane z wprowadzaniem danych do publicznie dostępnych baz danych. Ewentualne procedury w celu ochrony prywatności Według WHO najwięcej przypadków gruźlicy obserwuje się w Afryce? Zaplanuj program zmniejszający liczbę zachorowań i umieralność na gruźlicę w Afryce. Ćwiczenie można przeprowadzić w grupach, z których każda przedstawia swoją strategię. Prof. dr hab. Roman Zieliński, prof.romanzielinski@gmail.com, 4 z 5

5 3. Sekwencje zdeponowane w NCBI: przykłady 3.1. Widok GenBank (fragmen 3.2. Widok Grapgics z zaznaczonymi suwakami do przeglądania sekwencji Prof. dr hab. Roman Zieliński, prof.romanzielinski@gmail.com, 5 z 5